第3章-DNA复制.pptVIP

二、双向复制 (Bidirectional Replication) 1、原核生物DNA复制： ? 基因组是环状DNA ? 只有一个复制起始点 ? 复制时，DNA从起始点(origin)向两个方向解链，形成两个延伸方向相反的复制叉，称为双向复制。 真核生物多个复制起始点、复制子与复制叉 三、半不连续复制(semi-discontinuous replication) 底 物: dNTP (dATP、dGTP 、dCTP 、dTTP) 聚合酶: 依赖DNA的DNA聚合酶(DNA-pol) 模 板: 解开成单链的DNA母链 引 物:提供3?-OH末端使dNTP可以依次聚合 其他酶和蛋白质因子: 拓扑异构酶、解螺旋酶、单链DNA结合蛋白、引物酶、连接酶 5?? 3?聚合活性 DNA 聚合酶 Ⅰ (DNA-pol Ⅰ) 首先被发现，当时称为复制酶(replicase) 单肽链，二级结构以α-螺旋为主，可划为18个α-螺旋肽段。 含量最多，400个/细胞。 DNA polⅢ核心酶 ?、?、?亚基组成核心酶，兼有5 ?→3 ?的聚合活性和3 ?→5 ?核酸外切酶活性。 ? 亚基具有5 ?→3 ?的聚合活性。 ? 亚基具有3 ?→5 ?核酸外切酶活性(校正功能)和碱基选择功能，是复制保真所必需的。 ? 亚基可能起组装、维系二聚体的作用。 β亚基(DNA夹子)能夹稳模板链，负责酶沿DNA模板滑动的作用。 其余亚基统称为γ-复合物, 有促进全酶组装至模板上及增强核心酶活性的作用。 (一) 核酸外切酶活性和即时校读功能 核酸外切酶(exonuclease)：指能从核酸链的末端把核苷酸依次水解出来的酶。 ??? 5?核酸外切酶：从??端切除核苷酸的核酸外切酶。 5?? ??核酸外切酶：从5?端切除核苷酸的核酸外切酶。 原核生物基因是环状 DNA，双向复制的复制片段在复制的终止点 (ter) 处汇合。 ? 真核生物每个染色体有多个起始点，是多复制子复制。复制有时序性，即复制子以分组方式激活而不是同步起动。 ? 复制的起始需要DNA-polα（引物酶活性）和polδ（解螺旋酶活性）参与。还需拓扑酶和复制因子(replication factor, RF)。 2.真核生物的端粒 端粒（telomere）是指真核生物染色体线性DNA分子末端的结构部分，通常膨大成粒状。 端粒酶(telomerase) 线性DNA在复制完成后，其末端由于引物RNA的水解而可能出现缩短。故需要在端粒酶（telomerase）的催化下，进行延长反应。 端粒酶(telomerase) 端粒酶是一种RNA-蛋白质复合体，它可以用其RNA为模板，通过逆转录过程对末端DNA链进行延长。 端粒酶的爬行模型（动画演示） 原核生物与真核生物DNA复制的主要差别 DNA突变结果 一是导致复制或转录障碍 二是导致复制后基因突变，使DNA序列发生永久性改变。 切除修复动画 ? 端粒酶RNA (human telomerase RNA, hTR) ? 端粒酶协同蛋白 (human telomeraseassociated protein 1, hTP1) ? 端粒酶逆转录酶 (human telomerase reverse transcriptase, hTRT) 端粒酶(telomerase)组成 端粒酶的特点 ?由RNA和蛋白质构成的复合物 ?为特殊的逆转录酶，能以自身的RNA为模板逆转录合成端粒DNA ?合成端粒DNA，维持端粒的长度 端粒酶的功能 成年人端粒比胚胎细胞端粒短 老化与端粒酶活性下降有关 肿瘤的发生与端粒酶活性有关 端粒酶不一定能决定端粒的长度 端粒及端粒酶的意义 冈崎片段短 冈崎片段的连接和端粒的合成 核酸酶RNAseHI和FEN1切除RNA引物 冈崎片段长 冈崎片段的连接 DNA pol I切除 RNA引物 终止阶段 DNA聚合酶? / ?转换 多复制子 DNA聚合酶Ⅲ 单复制子 延长阶段 DNA pol α、DNA polδ、增殖细胞核抗原、复制因子 多个复制起始点 DnaA蛋白、DnaB蛋白、DnaC蛋白、引物酶、SSB蛋白 单个复制起始点 起始阶段 DNA polα、β、γ、δ、ε DNA polα:起始引发，引物酶活性 DNA polβ:应急修复复制酶 DNA polγ:线粒体DNA复制酶 DNA polδ:主要复制酶,解螺旋酶活性 DNA pol ε：校读、修复和填补缺口 DNA pol I、Ⅱ、Ⅲ DNA-pol I:5?? ??外切酶活性 DNA-pol I:错误校读/切除引物/填补空隙 DNApolⅡ:参与DNA损伤应急修复 DNA pol Ⅲ：主要D